Vad är optiska lagringsenheter?

Datorer kan inte göra någon verklig användning av den analoga världen som omger oss. För att de ska kunna göra sitt arbete måste analog information ändras till digital data. Datorer kan sedan bearbeta informationen, skicka den till din skärm, en skrivare eller internet eller spara den för senare användning. Ett av sätten som datorer lagrar information på är genom användning av optiska medier.

Det finns tre huvudtyper av förvaring din dator kan använda. Den vanligaste typen genom större delen av branschens historia har varit magnetiska lagringsenheter. Dessa inkluderar föråldrade bandenheter och disketter, samt de hårddiskar som fortfarande ger de flesta datorers lagringskapacitet. Solid-state lagringsenheter inkluderar minneskort, minneskort och höghastighets solid-state-enheter eller SSD: er som börjar ersätta hårddiskar i många användningsområden. En tredje är optisk lagring, vanligtvis i form av löstagbara skivor.

Skillnaden mellan dessa lagringsmedier beror på hur data kodas digitalt och läs. På magnetiska medier kodas nollorna och ettorna som utgör digitala data som magnetiska signaler, grupperade i spår och sektorer. Solid-state-enheter och USB-minnen använder en form av datorminne, som registrerar data genom att ladda eller inte ladda en viss del av chippet för att skapa motsvarande nollor och ettor. Med optiska medier kodas samma nollor och ettor visuellt och läses av lasrar.

Skivorna som används i optiska enheter består av ett styvt reflekterande lager för att hålla data, inklämt mellan ett skyddande transparent lager och ett ogenomskinligt lager där etiketten hamnar. Lasrar skapar nollorna och ettorna genom gropbildning eller mörkare mikroskopiska områden på det reflekterande lagret, vilket gör dem icke-reflekterande. När du spelar upp data är en given punkt antingen reflekterande eller inte, och de reflekterande och icke-reflekterande punkterna utgör bitarna och byten av digital information. Optisk tejp fungerar på liknande sätt, förutom att lagren är gjorda av flexibel tejp snarare än stela skivor.

Den första optiska skivan som såg utbredd användning var kompakt disk, eller CD. Tidiga enheter kunde bara läsa tillverkade diskar och kallades CD-ROM eller CD skrivskyddat minne. CD-R utökade den grundläggande tekniken, vilket gjorde det möjligt för datorns hårddisk att spela in på en optisk engångsskiva. När skivan väl skrivits kunde den inte skrivas om. Den förfiningen kom senare med CD-RW eller omskrivbar CD enheter och skivor. Dessa kan skrivas och skrivas om många gånger, ungefär som hårddiskar eller disketter, och hållas kvar cirka 700 MB data.

CD-skivor utvecklades ursprungligen för att innehålla albumlängds mängder musik, men DVD-skivor behövde en högre kapacitet för att spela in och spela upp filmer. De liknar CD-skivor i grundläggande teknik men packar ihop mindre reflekterande och icke-reflekterande punkter med högre densitet. De följde en liknande utveckling från icke-inspelningsbara DVD-skivor via inspelningsbara DVD-skivor till DVD-RW-enheter. DVD-skivor kan rymma 4,7 GB på en standarddisk, och skivor med två lager – som har två reflekterande lager i mitten – kan hålla långt över 8GB.

De optiska skivorna med högsta kapacitet i utbredd användning är Blu-ray-skivor, som skapades för att lagra högupplösta filmer. Namnet kommer från dessa enheters användning av en blå laser snarare än en röd, som har en kortare våglängd och därför kan fokuseras snävare. Detta gör att tillverkare kan packa data ännu tätare än på en DVD. Blu-ray-skivor rymmer 25 GB till 100 GB data när den används för datorlagring.

Även om vanliga skivor innehåller mycket data för konsumentändamål, behöver företag och offentliga institutioner datalagring av arkivkvalitet med mycket högre kapacitet. Dessa kan tillverkas i form av skivkassetter, som fungerar ungefär som DVD- eller Blu-ray-skivor men är skyddade av ett externt hölje, eller så kan de vara i tejpform. Vanligtvis är de designade som skriva en gång läst många, eller WORM, media.

WORM-media är i huvudsak storskaliga versioner av det tidiga CD-R-konceptet: Data kan skrivas bara en gång på varje band eller kassett, men sedan kan den läsas om och om igen. Avancerade WORM-produkter, såsom IBM: s tejpkassetter för dess modell 3592-enheter, har ytterligare manipuleringssäkring funktioner för både data och de fysiska kassetterna själva, för att ge en extra nivå av data säkerhet. Deras kapacitet kan sträcka sig till terabyte per patron, eller tusentals GB.